基于虚拟仪器的电涡流测距仪的研究

论文摘要

电涡流位移传感器是建立在电涡流效应原理上的新型传感器。由于它具有结构简单、受油污等介质影响不明显、抗干扰能力强的优点,因而得到了广泛的应用。但目前的电涡流位移传感器存在着测量范围小,标定方法落后,标定材料单一的矛盾,这给传感器的应用带来了一定的局限性。本文结合计算机技术,将电涡流位移传感器和虚拟仪器相结合,在解决以上矛盾的基础上,开发出一种适合学生实验用的电涡流测距系统。本文主要从以下四个方面入手:首先分析电涡流位移传感器用于位移检测的工作原理及应用,研究了线圈截面形状及参数变化对传感器线性测量范围和灵敏度的影响;然后从电路设计方面提高传感器的稳定性和重复性以及抗干扰能力,从而为利用软件补偿技术扩展测量范围创造条件;继而将虚拟仪器技术应用到电涡流测距系统中,构建基于USB数据采集的虚拟仪器系统;最后利用LABVIEW软件开发虚拟仪器面板及用户应用程序,通过距离测量实验,对系统的各项性能指标进行评定,分析及处理数据得到实验结果,并且对实验结果经行分析。实验结果表明:上述设计方法能够提高电涡流传感器的测量范围,可以方便的进行多种材料的标定,同时虚拟电涡流测距系统应用在学生实验课上,能让学生更加直观的理解电涡流传感器测距的工作原理。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题概述
• 1.2 位移传感器的概述
• 1.3 电涡流传感器的发展趋势
• 1.4 研究策略及论文的主要工作
• 2 电涡流传感器的基本原理
• 2.1 电涡流位移传感器工作原理
• 2.2 电涡流位移传感器的检测线圈
• 2.3 电涡流传感器的应用
• 2.4 本章小结
• 3 电涡流传感器测量电路的设计
• 3.1 载波信号发生器
• 3.2 转换电路
• 3.3 信号调理电路
• 3.4 电涡流传感器电路印制电路板设计
• 3.5 本章小结
• 4 电涡流位移传感器标定
• 4.1 电涡流传感器的标定讨论
• 4.2 电涡流传感器的标定实验
• 4.3 本章小结
• 5 虚拟仪器技术在电涡流传感器中的应用
• 5.1 虚拟仪器技术简介
• 5.2 数据采集与程序设计
• 5.3 本章小结
• 6 实验与结果分析
• 6.1 被测体材质对电涡流位移传感器特性的影响实验
• 6.2 不同的拟合方法对测量结果的影响
• 6.3 虚拟位移传感器空载测试试验
• 6.4 传感器灵敏度测试实验
• 6.5 传感器测距系统的技术指标
• 6.6 本章小结
• 7 全文总结及展望
• 7.1 全文工作总结
• 7.2 展望及今后研究方向
• 致谢
• 参考文献